超声振动强化复合材料胶接技术

本书作者基于国家自然科学基金等科研项目研究成果，撰写复合材料胶接成形技术方面的学术专著。针对航空航天、交通运输等领域轻量化、高性能连接的技术需求，提出超声强化复合材料胶接成形方法，开展了超声对胶层分布、界面形成、胶粘剂组织结构性能的影响、胶接工艺调控等方面的研究以及典型应用验证。总结了本人及所指导团队在超声强化复合材料胶接成形技术方面的研究成果，对于推动复合材料胶接成形技术向轻量化、高效化、高性能成形方向发展具有重要指导意义。

王辉，男，1984年生，工学博士，武汉理工大学汽车工程学院副教授，博士生导师，中国汽车工程学会会员，主要从事纤维复合材料零部件成形与连接方面的工作。主持国家自然科学基金项目、博士后科学基金项目、湖北省自然科学基金项目等课题10余项，参与国家重点研发计划项目、国家自然基金重点项目和教育部创新团队等重大科研项目与平台，发表SCI等高水平论文50余篇，授权发明专利20余项，获得软件著作权2项。

第1章 引言
1.1 复合材料胶接技术
1.2 胶接技术基础
1.2.1 胶接机理
1.2.2 黏附力产生条件
1.2.3 胶接强度影响因素
1.2.4 胶接接头失效模式
1.3 复合材料胶接研究
1.4 超声辅助成形研究
1.4.1 超声振动对流体分布行为的研究
1.4.2 超声振动作用下流体在固体表面的附着特点研究
1.4.3 超声振动对胶层组织与性能的影响
1.5 超声振动强化胶接工艺
第2章 超声振动强化复合材料胶接工艺
2.1 超声强化碳纤维复合材料/铝板胶接实验平台
2.1.1 实验设备
2.1.2 实验夹具
2.1.3 实验环境
2.2 实验材料及测试方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验测试
2.3 超声强化碳纤维复合材料/铝板胶接工艺
2.3.1 表面处理
2.3.2 配胶与涂胶
2.3.3 超声振动施加
2.3.4 胶接接头固化
2.4 超声强化碳纤维复合材料/铝板胶接工艺优化
2.4.1 超声振动各因素间的相互关系
2.4.2 超声振动频率优化
2.4.3 正交试验设计与优化
2.5 本章小结
第3章 超声作用下胶层内胶黏剂分布
3.1 超声促进胶黏剂填缝数值分析
3.1.1 流-固耦合
3.1.2 ANSYS 流-固耦合分析
3.2 有限元模型建立
3.2.1 几何建模
3.2.2 固体的控制方程和边界条件
3.2.3 流体的控制方程和边界条件
3.2.4 分析设置
3.3 超声作用下胶黏剂的流动仿真
3.4 超声促进胶黏剂流动与分布
3.4.1 胶黏剂的流动与填充
3.4.2 超声促进胶黏剂流动与填充
3.5 超声振动消除胶层气泡的数值分析
3.5.1 几何模型
3.5.2 控制方程和边界条件
3.5.3 超声作用下气泡与流体的运动仿真
3.6 超声作用下气泡的运动行为
3.6.1 气泡运动
3.6.2 示踪分析
3.7 胶层气孔测试
3.7.1 Micro-CT 检测
3.7.2 胶层破坏模式
3.8 本章小结
第4章 超声作用下胶接界面的机械嵌合
4.1 超声强化胶接界面机械嵌合实验方法
4.1.1 胶接接头及夹具
4.1.2 激光处理碳纤维复合材料板超声强化胶接
4.1.3 碳纤维复合材料板的激光表面处理
4.2 超声强化胶接界面机械嵌合结果与分析
4.3 超声作用对毛细渗透的影响
4.3.1 毛细效应及超声毛细实验
4.3.2 超声作用下的毛细上升
4.3.3 声压及超声驱动力
4.4 超声作用对黏度及润湿性的影响
4.4.1 超声作用下胶黏剂黏度变化
4.4.2 超声作用下胶黏剂在碳纤维复合材料板上的润湿
4.4.3 超声作用下复合材料板表面自由能变化
4.5 本章小结
第5章 超声作用下胶接界面的化学键合
5.1 胶接材料化学成分
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